[发明专利]一种大负载释放装置及其设计方法

说明书

本发明涉及一种大负载释放装置及其设计方法，包括定抓钩、动抓钩、凸字形连杆和三角板组成四连杆机构，定抓钩与动抓钩通过转动销轴转动连接，四连杆机构承载负载，第一限位杆和第二限位杆与四连杆机构中的凸字形连杆转动连接，第一限位杆和第二限位杆通过连接杆安装在定抓钩的外侧面，连接杆的中部设置通孔，定抓钩的侧部安装有缓冲杆，缓冲杆穿过连接杆中部的通孔，定抓钩的侧端还安装有驱动机构，驱动机构的输出端与第一限位杆和第二限位杆对应，驱动机构推动第一限位杆和第二限位杆向上抬起。通过限位轴和安全销孔构成双重安全保障，保护工件和人员安全，结构设计可靠，具有实用性。

技术领域

本发明涉及大能量冲击试验装置技术领域，尤其是一种大负载释放装置及其设计方法。

背景技术

在冲击测试中，常采用负载跌落法考核被测试元器件的冲击刚度和强度。负载跌落法需要将负载提升至一定高度，然后在瞬间释放负载，让负载自由落体，撞击被测试元器件。负载释放装置是冲击测试设备的核心部件之一，用于抓取和释放负载，负载释放装置的可靠性和操作简便性，决定了测试设备的安全性和工作效率。

现有的负载释放装置结构强度不足，可靠性不足，常出现抓取负载不牢的情况，在提升过程中负载容易脱落，造成人员受伤和工件受损。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的大负载释放装置及其设计方法，通过采用四连杆机构控制动抓钩的开合，保证负载释放装置的结构强度和可靠性；并且通过设置安全销孔，保障释放装置在负载提升过程中不会开启释放，从而保证负载释放装置的安全性。

本发明所采用的技术方案如下：

一种大负载释放装置设计方法，包括定抓钩、动抓钩、凸字形连杆和三角板组成四连杆机构，定抓钩与动抓钩通过转动销轴转动连接，四连杆机构承载负载；

使定抓钩和动抓钩的受力面角度对称，为了确保动抓钩在负载的重力作用下能够自动打开，对设置在定抓钩上的第一斜面和设置在动抓钩上的第二斜面的角度进行设计；

对动抓钩与负载的接触面即第二斜面进行受力分析：

设第二斜面与水平方向的夹角为α，那么第二斜面需要承受垂直于水平方向的负载的重力F，将重力F分解为F1、F2和F3；

其中，F1表示动抓钩受力面所承受的正压力，F1的方向垂直于第二斜面，F1由如下公式表示：

F1＝F/cosα                                                  (1)

F2表示使动抓钩转动的力，F2的方向垂直于动抓钩的转动力矩的力臂，F2由如下公式表示：

F2＝F1·sin(α-α1)                                        (2)

式中，α1表示动抓钩的转动力矩的力臂与垂直方向的夹角；

F3表示阻碍动抓钩转动的摩擦力F3，F3的方向与第二斜面平行，F3由如下公式表示：

F3＝μ·F1                                                    (3)

式中，μ表示摩擦系数，定抓钩、动抓钩使用65Mn弹簧钢材质，连接销轴使用40Cr合金钢材质，摩擦系数μ值取0.15；

设计计算时，为了确保动抓钩可以释放，需要满足如下公式：

F2·L-F3·cos(α-α1) ·L-μ·F·R≥0                        (4)

式中，L表示动抓钩的转动力矩的力臂长度，R表示转动连接定抓钩与动抓钩的转动销轴的半径，R＝25mm；